稻米品质形成和调控机理概述

针对国内外稻米品质的研究现状,分析了稻米品质的形成机制,探讨了不同生育期稻米品质形成的影响因素。在全球气候变化的背景之下,如何适应CO2浓度和温度增高的影响将是今后提高稻米品质的研究方向之一。     

草地螟2代幼虫发生的气象条件等级预报方法——以兴安盟为例

[目的]明确兴安盟草地螟2代幼虫的发生规律并建立2代幼虫与气象因子的预测模型。[方法]选取1980~2015年草地螟监测资料和同期气象资料,采用相关分析和典型年份对比分析法,研究影响草地螟2代幼虫发生的关键气象因子及气象指标,并采用气象因子加权方法建立2代幼虫发生的气象等级预报模型。[结果]影响草地螟2代幼虫发生的关键气象因子为温度、降雨量、相对湿度、降雨日数和高温日数。当1代成虫出现蛾峰后1~10 d平均气温22.0~24.0℃、降雨量30~100 mm、相对湿度60%~80%、降雨日数6~8d、无高温日数时,最适宜草地螟1代成虫产卵、孵化和2代幼虫发生;而1代成虫出现蛾峰后1~10 d持续低温多雨(高湿)或者高温少雨(低湿)天气会明显抑制草地螟1代成虫产卵和孵化,导致2代幼虫轻发生甚至不发生;模型检验结果表明,有草地螟1代成虫监测资料的8 a中,适宜发生(1级)和不适宜发生(3级)的回代结果与实际完全相符(占88%),较适宜发生(2级)的回代结果与实际相差1个等级(占12%),说明模型预报气象等级1级和3级效果较好。[结论]研究结果为开展草地螟2代幼虫气象预报提供了理论依据。     

内蒙古日光温室大风灾害风险区划研究

大风灾害是影响内蒙古设施农业生产的主要气象灾害之一,为给内蒙古设施农业规划布局提供科学依据,结合实地设施农业大风灾害调查数据,以地面大风观测资料和温室风载荷指标为基础,计算日光温室大风致灾指标,进行大风灾害预警等级划分,并通过构建设施农业风灾评估模型,研究内蒙古不同地区日光温室的抗风能力。从日光温室大风灾害综合风险指数来看,中、高风险地区主要集中在中西部地区,沿山地区风灾风险总体较高,尤其是阴山北麓地区,春、秋季灾害风险较高。原因是该地区主要成产季大风天气较多,危险性指数较高,同时阴山北麓地区海拔较高、人口密度较大,敏感性和暴露度较高,成为影响设施农业生产的主要风灾因子,因此,阴山北麓区在发展日光温室时要尽量避免大风天气的影响,东南部燕山丘陵地区风灾风险较低,考虑风灾的影响,该地区最适宜日光温室发展。本研究可为内蒙古设施农业风灾风险预警服务及风灾防御措施的制定提供技术支撑。     

大豆关键品质成分的气象预报方法研究

为评价大豆气候品质,优化布局优质大豆产区、提升大豆产品附加值和市场竞争力,利用2005-2018年内蒙古东北部大豆主产区主栽品种内豆4号的品质分析、发育期和同期气象观测等数据,采用相关分析、典型年分析和回归分析等方法,确定影响大豆蛋白质、脂肪含量的关键气象因子和关键期,并构建大豆蛋白质含量、脂肪含量等品质成分与关键气象因子的定量关系模型.结果表明:温度和降水是影响大豆蛋白质含量的主导气象因子,而影响大豆脂肪含量的主导气象因子是温度;8月上旬至9月上旬(结荚期～鼓粒期)是影响蛋白质和脂肪含量的共同关键期,也是影响大豆品质形成的最关键阶段.大豆进入开花期后,气温高、降水多有利于蛋白质的积累,而开花初期和结荚鼓粒期气温较低、成熟期气温较高,利于大豆脂肪含量的提高.在分析生物学意义基础上优选因子,构建大豆蛋白质含量、脂肪含量与关键影响因子定量关系模型,拟合率均较高.通过对2019年大豆蛋白质含量、脂肪含量的模拟检验,预报效果较好.     

内蒙古大豆干旱灾害风险分析与区划

内蒙古地区是我国大豆主产区之一，同时也是干旱灾害的高发区，因此,加强内蒙古地区大豆干旱灾害风险分析与区划具有重要的现实意义。基于自然灾害风险理论，利用内蒙古地区119个站点的气象资料、地理信息、人口经济等指标，结合第二次土地调查数据，建立适用于内蒙古地区的大豆干旱风险区划模型，并利用GIS技术绘制风险区划图。结果表明：内蒙古地区大豆干旱综合风险高值区主要集中在岭西部分农区及西部大部，风险中值区主要分布在岭西大部及岭东南、东部偏南部分区域及西部偏东地区，风险低值区主要分布在兴安盟西部、通辽市偏西南、赤峰市大部、中部偏南大部分地区。针对各风险区提出了趋利避害的建议，且经验证发现区划结果精度较高，与内蒙古各地大豆减产率及旱灾的实际情况较吻合，可为大豆干旱灾害防御提供参考。     

5-硝基糠醛二醋酸酯的合成及其结构测定

本文研究了由糠醛制备5-硝基糠醛二醋酸酯的新方法,发现了熔点分别为91-92℃和105-106℃两种不同晶型的5-硝糠醛二醋酸酯,并测定了它们的晶体结构。     

北方水稻生育后期剑叶可溶性物质含量及植株生产力对CO_2浓度增高的响应

以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为试材,利用中国北方FACE(free air CO2enrichment)实验平台研究北方水稻生理代谢对CO2浓度增高的响应规律。在水稻抽穗期开始测定剑叶可溶性糖含量、蛋白质含量和总叶绿素含量,收获后实测小区产量及产量构成因素,比较处理间和品种间差异。结果表明,CO2浓度增高显著提高水稻抽穗期、乳熟期和完熟期剑叶可溶性糖含量,松粳9号和稻花香2号最高增幅分别达11.7%和47.5%。CO2浓度增高显著降低抽穗期和完熟期剑叶可溶性蛋白含量,松粳9号和稻花香2号最大降幅分别为16.2%和10.5%。CO2浓度增高使抽穗期和乳熟期剑叶总叶绿素含量显著增加,松粳9号和稻花香2号最大增幅达18.9%和22.5%,之后便逐渐降低。CO2浓度增高使松粳9号单株籽粒产量、生物学产量、经济系数分别提高6.82%、1.50%和12.64%,稻花香2号平均升高2.56%、2.13%和26.05%。研究表明,CO2浓度增高最终提高了水稻植株生产力,对可溶性物质含量的影响在不同生育期存在差异。这可能由于CO2浓度增高促进水稻生长发育,导致水稻提早成熟,叶片衰老促进了可溶性糖分解,也加快了功能叶可溶性蛋白向籽粒运输速率。     

内蒙古不同地区日光温室的气温变化特征及增温效应研究

为揭示内蒙古不同地区日光温室大棚室内气温的季节变化和日变化规律差异,分别以内蒙古东、中、西三个典型地区的温室大棚为研究对象,收集2011年9月至2012年5月温室内外的气象数据,分析典型晴天或阴天的温室内气温日变化情况,寻找不同地区温室内外的平均气温和最低气温的关系,以及冷季温室的抗冻能力差异,以期研究不同地区温室的增温效应和保温性能。结果表明,东部地区温室的保温性能较好,适宜蔬菜的周年生产,中部地区在冷季应适当采取加温措施,保证温室内茄果类蔬菜的正常生长,西部地区部分时段温室内日最低气温低于2℃,芹菜等不耐低温的蔬菜易发生冷害。     

FACE条件下CO_2浓度和温度增高对北方水稻光合作用与产量的影响研究

大气中二氧化碳(CO2)浓度已由工业革命前的280μmol/mol增加到目前的400μmol/mol,并且仍将持续增加。作为光合作用的主要底物,CO2浓度增高对作物光合生理和产量形成将产生深刻的影响。利用开放式CO2浓度富集(FACE)系统,以北方水稻松粳9号和稻花香2号为供试材料,设置高CO2浓度(600μmol/mol)和正常大气CO2浓度(400μmol/mol),同时进行覆膜增温处理,研究CO2浓度与温度增高对水稻光合作用与产量的影响。结果表明,无论覆膜与否,大气CO2浓度增高均提高了水稻的叶片净光合速率、水分利用效率、地上部生物质量和产量,降低了气孔导度和蒸腾速率。覆膜处理增强了净光合速率、地上部生物质量和产量增高的趋势,同时减缓了气孔导度和蒸腾速率在高浓度CO2下降低的趋势。研究说明,覆膜处理下的增温会提高高CO2浓度下水稻的光合作用效率,促进增产潜力,增强水稻在高CO2浓度环境下的适应能力。     

CO2浓度增高对水稻籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响

以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为材料,利用开放式空气CO₂浓度富集系统（FACE）实验平台,研究CO₂浓度增高对水稻籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响。试验设正常大气CO₂浓度（400±40μmol·mol-1）和高CO₂浓度（600±60μmol·mol-1）,测定开花后两个水稻品种籽粒中ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶活性的变化。结果表明,CO₂浓度增高对不同灌浆进程中酶活性的影响程度有显著差异,对乳熟期之后ADPG焦磷酸化酶、可溶性和颗粒型淀粉合成酶活性的表达均有较明显的促进作用,仅阻碍了乳熟期籽粒中淀粉分支酶活性的表达;淀粉代谢相关酶活性对CO₂浓度增高的响应因品种而异,松粳9号籽粒中ADPG焦磷酸化酶活性受CO₂浓度增高的影响较大,而稻花香2号淀粉合成酶活性受其影响更大。说明随着灌浆进程的推进,CO₂浓度增高对淀粉生物合成途径中关键酶活性表达的影响程度存在明显的时段特征,且不同品种的响应程度有显著差异,总体来看,CO2浓度增高可在一定程度上促进淀粉代谢相关酶活性的表达。